Множительно-делительное устройство

.РЕСПУБЛИК ЗЙВ 606 67 16 ЙЗСУДАРСТВЕННЫЙДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ ТЕТ СССРИ ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,К ЕНИЯ аР12 ЗЗЩЮЮЕадцц;дцу,(21) 2749344/18-24(71) Карагандинский филиал Особого Конструкторского бюро Всесоюзного научно-исследовательского института автоматизации черной металлургии (53) 681.335(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 585502, кл, 6 06 6 7/16, 1976.2. Патент Великобритании В 1302806, кл. 6 46 О, опублик. 1973 (прототип). (54)(57) МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый компаратор, первый и второй ключи и интегратор, инвертирующий вход которого.через первый и второй ключи подключен к первому и второму входам устройства соответственно, выход интегратора подключен к первому входу первого компаратора, о т л и ч а ю.- щ.е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в уст" ройство дополнительно введены второй и третий компараторы, источник напряжения смещения, реверсивный счетчик, триггер, элемент И и регистр памяти, причем выход интегратора подключен к первому входу второго компаратора, выход которого подключен к первому входу триггера, к второму входу которого подключен выход первого компаратора, выход триггера, подключен к управляющему входу реверсивного счетчика и к первому входу третьего компаратора, выход которого, подключен к управляющим входам первого и второго ключей, второй вход второо компаратора и второй вход третьего компаратора подключены к источнику напряжения смещения, второй вход первого компаратора подключен к второму входу устройства, выход вто- р .рого,компаратора подключен к установочному входу реверсивного счетчика и к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к третьему С .входу устройства, выход элемента И подключен к счетному входу реверсив-ного счетчика, группа выходов которого подключена к входам регистра :памяти, группа выходов регистра па- фф мяти является выходами устройства.ЮИзобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в.частности к устройствам, в которых вычислительные операции выполняются пу. тем изменения электрических величин, предназначенных для умноженйя и де" ления, и может быть йспользовано дляФрешения уравнений.Известно множительно-делительное устройство, содержащее генератор линейно-нарастающего напряжения, вход которого подключен к источнику сигнала-делителя, а выход соединен с одним входом компаратора и через первый ключевой элемент с шиной нулево- (5 го потенциала, второй вход компаратора присоединен к первому источнику сигнала-сомножителя, второй ключевой элемент, один вывод которого соединен с выходом устройства, а другой вывод подключен ко второму источнику 20 сигнала-сомножителя, дифференцирующий элемент, вход которого соединен с выходом тактового генератора, управляющий вход первого ключевого элемента подключен к выходу дифференци рующего элемента, вход компаратора присоединен к управляющему. входу второго управляющего элемента (1).Недостатком известного устройства является ограниченность его функци- З 0 ональных возможностей, сужающих класс решаемых им задач, что не позволяет ему решать задачи с увеличением числа аргументов и введением дополнительных операций. Для решения таких задач известное устройство используется в комплексе с другими арифметическими устройствами, что значительно усложняет схему.Известно также множительно-дели- тельное устройство, содержащее интегратор, пять ключей, компаратор, активный фильтр и мультивибратор, причем инвертирующий вход интегратора. через первый и второй ключи подключен к первому и второму входам устройства 45 соответственно, выход интегратора подключен к первому входу компаратора выход компаратора подключен к управляющему входу третьего ключа, включенного между входом и выходом инте гратора, и управляющему входу четвертого ключа, выход которого подключен к управляющему входу пятого ключа,первый вход активного фильтра через пятый ключ соединен с третьим входом 55 устройства, выход активного фильтра является выходом устройства. Мульти"вибратор является источником эталонного сигнала, один выход мультивибратора соединен с управляющими входами второго и пятого ключа (2. 60Недостатком этого устройства является ограниченность его Функци". ональных возможностей, не позволяющих решать более сложную математическую зависимость, необходимость решения которой возникает в ходе автоматизации определенных технологических процессов, что сужает класс решаемых им задач.Так, например, в локальных системах дозирования сыпучих материалов на различных стадиях технологических процессов аглодоменного производства в черной металлургии для повышения точности дозирования материалов необходимо измерять весовую влажность материалов и общий вес влажного материала, а затем по этим данным определять значение массы сухого материала в соответствии с алгоритмомР Р (1 О,О 1 Ю),где Р - значение массы сухого материала;Р - значение массы влажного маЬтериала;И - весовая влажность.В общем случае значение массы сухого материала можно определить по формулеН =Р(1-0,0 И) = Р (1-К )БтС ЬВ 0где К - постоянный коэффициент.Информация о массе влажного материала (РЗ)поступает с весоизмери.теля в частотной Форме (1), информация об объемной влажности ),) и о насыпной плотности ( О) - сдатчика влажности в аналоговой форме, а информация о массе сухого материала (Рс) должна поступать в систему дозирования для воздействия на технологический процесс в коде Й .С учетом этого получаемй =1 1-к -где Ис - значение массы сухого материала в коде 1значение массы влажного ма" териала в частоте.Для решения этой задачи может быть использовано известное устройство только в комплексе с устройством вычитания, преобразователями частота-напряжение и преобразователями напряжение-код.Целью изобретения является расширение класса решаемых задач.Поставленная цель достигается тем, что множнтельно-делительное устройство, содержащее компаратор, первый и второй ключи и интегратор, инвертирующий вход которого через первый и второй ключи подключен к первому и второму входам устройства соответственно, выход интегратора подключен к первому входу первого компаратора, дополнительно введены второй.и тре" тий компараторы, источник напряжения смещения, реверсивный счетчик, триг-,гер, элемент И и регистр памяти,причем выход интегратора подключен кпервому входу второго компаратора,выход которого подключен к первомувходу триггера, ко второму входу которого подключен выход первого компаратора, выход триггера подключен куправляющему входу реверсивногосчетчика и к первому входу третьегркомпаратора, выход которого подключен.к управляющим входам первого и второго ключей, второй вход второго компаратора и второй вход третьего компаратора подключены к источнику напряжения смещения, второй вход первого компаратора подключен ко второму 15входу устройства, выход второго компаратора подключен к установочномувходу реверсивного счетчика и к первому входу элемента И, второй входкоторого подключен к третьему входу 2 Оустройства, выход элемента И подключен к счетному входу реверсивногосчетчика, группа выходов которого1 подключена ко входам регистра памяти, группа выходов которого является 25выходами устройства.На фиг, 1 приведена функциональная .схема множительно-делительногоустройства; на фиг. 2 - диаграмма ра-боты множительио-делительного устройства.Множительно-делительное устройствосодержит интегратор 1, предназначенныйдля интегрирования двух входных сигналов Ц и 11, ключи 2 и 3, предназ-. З 5наченные для поочередного подключения входных сигналов 0, 0 ко входуинтегратора 1, компараторы 4-бтриггер 7 с разделительным запуском, элемент И 8, реверсивный счетчик 9, ре-, 4 Огистр памяти 10.Множительно-делительное устройствоработает следующим образом.На первый ключ 2 подается входнойсигнал 0 отрицательной полярности, 45на второй ключ 3 подается входнойсигнал 0 положительной полярности.На один из входов элемента И поступают частотные сигналы 1 р, соответствующие, например весу влажного материала. В начальный момент времени интегратор 1 находится в исходном положении, интегрирующая емкость разряжена. Ком- паратср 4 находится в нулевом состоянии, компаратор 5 в состоянии 1 ф, при этом. триггер 7 устанавливается в нулевое состояние и на его единичном выходе появляется положительный потенциал. Сигнал фОфф с компарато ра 4 поступает на счетчик 9, устанавливая его в исходное положение, а также на один из входов элемента Й 8.;запрещая прохождение входных частотных сигналов тр в счетчик 9. 65 Положительный потенциал с выходаф 1 триггера 7 поступает на кивер"тирующий вход компаратора б, на выходе которого появляется отрицательный потенциал, при этом ключ 3 закрывается, а ключ 2 открывается. Напряжение О поступает на инвертирую"щий вход интегратора 1. Напряжение навыходе интегратора Овыхначинает расти, в момент времени, когда Оэых г О,компаратор 4 из нулевого состоянияпереходит в единичное. Сигнал с ком, паратора 4 поступает на вход элемен 1 та И 8, при этом частотные сигналыпоступают через элемент И 8 в счетчик, управляющий вход (вход Реверсфф)счетчика 9 поступает 1 ф 1, то счетчик 9 считает .импульсы 1 р в режимевычитания, Интегрирование входногонапряжения Ц происходит до момента,когда напряжение на в 1 ыходе интегратора 1 ( 0) станет равным напряжению, поступающему на неинвертирую щий вход компаратора 5. При этом компаратор срабатывает и переключаеттриггер 7.Нулевой потенциал с выхода ф 11 фтриггера 7 поступает на вход ф 1 Реверс. счетчика 9, переключая .счетчик 9 в режим сложения, и на инверти"= - цсОазргде О- напряжение на выходе инте- .гратора в момент времени;г - время заряда интегратора,в течение которого счетчик9 работает в режиме ффРеверсф 1.Компаратор б переключается в состояние фф 11, при этом ключ 2 закрывается, а ключ 3 открывается, и положительное напряжение 0 поступаетна вход интегратора 1. Интегратор 1начинает интегрирование в обратномнаправлении, до тех пор, пока выходной сигнал не станет равным нулю.Время разряда интегрирующей емкости интегратора определяется следующим образом1 1 Ф,:."вы Кс ) "Фо3 р(уЗа время Грц счетчик 9 работаетрежиме сложения. В момент времеви,согда выходное напряжение интегратора 1 ОВы станет равным нулю; комна. 4/5 жгоро ктна ратор 4 переходит в нулевое состояние. Нулевой потенциал с выхода компаратора 4, поступая на вход элемента И 8, запрещает прохождение частотных сигналов %р на счетчик 9, и. переключает триггер 7 в нулевое состояние. Таким образом, за время интегрирования в прямом и обратном направлении в счетчике 9 образуется код Йу=1 9 ъпр ф%1 рсИ."=% у(рггу"ф ъор)1" Н =% Рс-ВС я." г% 4- - ")Ю-",Ь 9 о где Му - выходной код, соответствую-. щий, например, массе сухо- го кокса; 15 входные импульсные сигналы, частота которых соответствует, например, весу материала. Информация ( йу) иэ счетчика 9 пе реписывается в регистр памяти 10,йг лиал ППП Патентг, г откуда может поступать на управляющие механизмы. Далее цикл работы множительно-делительного устрОйства повторяется.Предлагаемое устройство может быть собрано на базе унифицированных элементов например, с применениемпромышленно выпускаемых микросхем серии - К 140 УД, являющихся операционньаки усилителями, и выполнено на унифицированных печатных платах ти" па ГШ.7.102.011. Технико-экономический эффект от,. использования предлагаемого устройства заключается в том, что оно может быть использовано для обработки информации в локальных системах дозирования и приборах для определе" ния физических свойств веществ с ис пользованием радиоактивных излучений, например, нейтронных влагомерах.